Experimentelle und numerische Untersuchung der instationären Strömung in einer Axialturbine:
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Stuttgart
Inst. für Strömungsmechanik und Hydraulische Strömungsmaschinen
2000
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17 |
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5
INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG
ABSTRACT
INHALTSVERZEICHNIS
ABKIIRZUNGSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
UND
STAND
DER
TECHNIK
.
10
1.1
COMPUTATIONAL
FLUID
DYNAMICS
UND
EXPERIMENTELLE
METHODEN
.
10
1.2
DIE
STRUKTUR
DER
GITTERSTROEMUNG
IN
HYDRAULISCHEN
MASCHINEN
.
13
1.2.1
NUMERISCHE
UNTERSUCHUNG
DER
STROEMUNG
IN
HYDRAULISCHEN
MASCHINEN
.
15
1.2.2
VERFAHREN
ZUR
MESSUNG
DER
STROEMUNGSGESCHWINDIGKEIT
.
18
1.2.3
VERGLEICH
NUMERISCHER
UND
EXPERIMENTELLER
DATEN
.
20
1.3
NUMERISCHE
UND
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNG
DER
SPALTSTROEMUNG
IN
HYDRAULISCHEN
STROEMUNGSMASCHINEN
.
23
1.4
AUFGABENSTELLUNG
.
25
2
AUFBAU
DES
VERSUCHSSTANDES,
AUSWERTUNG
UND
GENAUIGKEIT
.27
2.1
DIE
AXIALE
ENTSPANNUNGSTURBINE
ZUR
ENERGIERUECKGEWINNUNG
.
27
2.2
PRUEFFELD
UND
KONSTRUKTION
.
31
2.3
MESSUNG
DER
TURBINENKENNLINIEN
.
33
2.3.1
DRUCKMESSUNG
.
33
2.3.2
DURCHFLUSSMESSUNG
.
34
2.3.3
MESSUNG
DES
DREHMOMENT
.
34
2.3.4
DREHZAHLMESSUNG
.
35
2.3.5
DATENERFASSUNG
DER
KENNFELDMESSUNG
.
35
2.3.6
MESSGENAUIGKEIT
DER
KENNFELDMESSUNG
UND
FEHLERRECHNUNG
.
35
2.4
MESSUNG
DES
ZEITLICHEN
VERLAUFS
DES
DRUCKS
.
38
2.5
MESSUNG
DER
STROEMUNGSGESCHWINDIGKEITEN
.
39
2.5.1
LASERLICHTQUELLEN
.
40
2.5.2
LASER-DOPPLER-VELOZIMETRIE
.
40
2.5.3
BESTIMMUNG
DES
MESSORTS
.
47
2.5.3.1
BESTIMMUNG
DES
MESSORTS
DURCH
DIREKTE
KALIBRIERUNG
.
48
2.5.4
MESSWERTERFASSUNG
UND
-VERARBEITUNG
.
52
2.5.5
MESSUNSICHERHEITEN
.
56
2.5.5.1
VERSUCHSKREISLAUF
.
57
2.5.5.2
MESSSYSTEM
.
58
2.5.5.3
TRAVERSIERUNG
.
61
2.5.5.4
STATISTISCHE
UNSICHERHEITEN
.
62
2.5.6
MESSPROGRAMM
.
63
6
3
DIE
NUMERISCHE
METHODE
ZUR
STROEMUNGSBERECHNUNG
.
66
3.1
GRUNDGLEICHUNGEN
.
66
3.2
TURBULENZMODELLIERUNG
.
67
3.2.1
EIGENSCHAFTEN
DES
STANDARD
--MODELLS
MIT
LOGARITHMISCHER
WANDFUNKTION
.71
3.3
DIE
METHODE
DER
FINITEN
ELEMENTE
.
72
3.4
ABLAUF
DER
BERECHNUNG
.
76
3.4.1
KOPPLUNGSVERFAHREN
ZUR
ERFASSUNG
DER
INTERAKTION
VON
LEITAPPARAT
UND
LAUFRAD
.
77
4
ERGEBNISSE
DER
EXPERIMENTELLEN
UNTERSUCHUNGEN
.
80
4.1
KENNLINIEN
DER
TURBINE
.
80
4.2
ZEITVERLAEUFE
AN
DEN
MESSPUNKTEN
.
83
4.3
INSTATIONAERER
DRUCKVERLAUF
AN
DER
WAND
.
89
4.4
GESCHWINDIGKEITSFELDER
IM
MITTLEREN
ZYLINDERSCHNITT
.
93
4.5
GESCHWINDIGKEITSFELDER
AM
LAUFFADEIN
UND
-AUSTRITT
.
97
5
ERGEBNISSE
DER
STROEMUNGSBERECHNUNG
.
102
5.1
GESCHWINDIGKEITSFELDER
.
103
5.2
DRUCK
.107
5.3
DER
EINFLUSS
DES
RADIALSPALTS
AUF
DAS
STROEMUNGSPROFIL
IM
LAUFRAD
.
111
5.3.1
MODELLIERUNG
FUER
DIE
RECHNERISCHE
ANNAEHERUNG
.112
5.3.2
BERECHNUNGSERGEBNISSE
.
113
5.3.3
STATIONAERE
BERECHNUNG
DER
SPALTBEEINFLUSSTEN
STROEMUNG
IM
LAUFRAD
.
123
5.3.4
VERGLEICH
DER
BERECHNETEN
SCHAUFELMOMENTE
MIT
UND
OHNE
SPALT
.
135
6
VERGLEICH
DER
ERGEBNISSE
AUS
STROEMUNGSBERECHNUNG
UND
EXPERIMENT
.
137
6.1
ZEIT
VERLAEUFE
DER
GESCHWINDIGKEITEN
.
137
6.1.1
NENNPUNKT
.
137
6.1.2
UEBERDREHZAHL
.139
6.1.3
UNTERDREHZAHL
.
141
6.2
GESCHWINDIGKEITSFELDER
.142
6.2.1
NENNPUNKT
.
143
6.2.2
UEBERDREHZAHL
.144
6.2.3
UNTERDREHZAHL
.
145
6.3
ZEIT
VERLAUF
DES
DRUCKS
.146
6.4
MOMENT
AUF
DAS
LAUFRAD
.
147
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
149
8
LITERATUR.
.
152 |
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